1878

Рис. 3. План фундаментов здания

11

Вначале строительства требуется срезать почвенно-растительный слой

исформировать его в специальный склад растительного грунта площадью 500–1000 м2. Нужно также определить местоположение склада. Его располагают недалеко от котлована, но склад не должен мешать производству работ (см. рис. 2).

Для защиты котлована от затопления дождевой и талой водой со стороны повышенной части рельефа отрывают нагорную канаву глубиной 1 м и шириной понизу около 0,5 м. Грунт из канавы укладывают с пониженной по рельефу стороны канавы. Располагают ее так, чтобы она огибала строительную площадку в пределах точек, находящихся выше поверхности котлована и спусков в него, что видно по отметкам горизонталей. Допускается использование кавальеров в качестве преград против затопления котлована поверхностными водами [3, п. 2.15,а]; в этом случае делают короткую канаву лишь с верховой его стороны (см. рис. 2).

Территория строительной площадки должна быть минимальной, но с возможностью размещения на ней объекта, складов, дорог, бытовых помещений и т.п. По ее границам возводят ограждение. Нагорная канава, склад грунта могут располагаться полностью или частично вне территории строительной площадки.

Все вышеперечисленные элементы необходимо указать на рис. 2.

Абсолютную отметку отмостки здания Нзд принимают как усредненную черную отметку грунта в месте его расположения. Для этого нужно

вычислить черные отметки грунта по углам здания (Н1, Н2, Н3, Н4) путем интерполяции между отметками ближайших от данного угла горизонталей (расстояния r и s на рис. 2). Эти расстояния определяют графически с помощью масштаба, а для вычисления отметок углов здания составляют пропорции. Например:

Нзд Н1 Н2 Н3 Н4 .

4

Также вычисляют и отметки начал спусков в котлован Нсп и Нсп .

Относительная отметка h0 в здании (обычно отметка пола первого этажа) соответствует абсолютной отметке

Набс0 Нзд 1,5,

где 1,5 – расстояние от уровня отмостки здания до уровня пола первого этажа.

Технические характеристики грунтов (по заданию) нужно представить в табл. 1 по форме прил. 4.

12

Таблица 1

Технические характеристики грунтов

Показатель откоса m, т.е. отношение заложения откоса к его высоте, для разных видов грунтов (прил. 4) приведены в табл. 1. Крутизну откосов принимают в котловане по наиболее слабому (наибольшая величина m) пласту грунта (рис. 4). При этом крутизна откосов в мокрых грунтах уменьшается на 30 % (1,3m). Уровень мокрых грунтов (УМГ) определяют по уровню грунтовых вод (УГВ), указанному в задании (–hУГВ). УМГ выше УГВ на величину капиллярного поднятия воды данным грунтом, принимаемую по прил. 4 (табл. 1).

Ширина котлована понизу в уровне подошвы фундамента (низ песчаной подушки) bн = х + у + 2α, а длина lн = z + 2α, где – расстояние от оси фундамента до основания откоса (см. рис. 4). =0,5а1+ 0,1+ 0,2. Здесь 0,1 – уширение для песчаной подушки; 0,2 – технологическое уширение основания выемки согласно [3].

Из условия размещения в пазухе рабочих, например, при устройстве гидроизоляции, ширина пазухи должна быть не менее 0,6 м [3], т.е.

+ 0,6 м,

где – толщина стены подвала от ее оси до наружной поверхности. Относительная усредненная отметка поверхности котлована hпов.к после

снятия слоя растительного грунта р

hпов.к = h0 – 1,5 – р.

13

Рис. 4. Формирование откосов котлована и его гидрологические данные

14

2.ПОДСЧЕТ ОБЪЕМОВ РАБОТ

2.1.Устройство нагорной канавы

Глубину канавы hн.к принимают 1 м, ширину понизу – около 0,5 м (по ширине ковша экскаватора + 0,1 м), крутизну откосов mн.к = 1. Длину lн.к определяют по масштабу (см. рис. 2). Объем грунта в нагорной канаве

Vн.к = (0,5 + (0,5+2 mн.к hн.к)) hн.к lн.к / 2.

Весь объем разрабатывается экскаватором навымет [8, § E2-1-16]. Грунты отнесены к первой группе.

2.2. Срезка растительного грунта и его перемещение

Грунт, срезанный слоем р, убирают с той территории стройплощадки, где он может быть поврежден при производстве работ. Разбив эту территорию повреждения на элементарные фигуры, по масштабу (см. рис. 2) определяют площадь срезки растительного грунта Fр.г и положение ее центра тяжести.

Объем растительного грунта

Vр.г = Fр.г p.

Его размещают в штабеле высотой hш = 2,5–3,5 м. Площадь штабеля грунта по середине его высоты

Fсред Vр.г 100 Пп.р ,

ш hш 100

где Пп.р – показатель первоначального разрыхления растительного грунта, %, принимаемый по табл. 1.

Исходя из условий стройплощадки, нужно принять длину lш и ширину штабеля (или нескольких штабелей) bш по середине его (их) высоты и определить его (их) геометрические размеры с учетом крутизны откосов mр.г = 1. Тогда длина и ширина склада под штабель составят:

Для определения расстояния перемещения грунта Lперем находят положение центра тяжести площади склада в месте его размещения на стройплощадке. Расстояние Lперем от этого центра тяжести до центра тяжести площади срезки определяют по масштабу (см. рис. 2) и округляют в бóльшую сторону до целого десятка метров. Грунт, отнесенный к 1-й группе, разрабатывают и перемещают бульдозером [8, § Е2-1-5 и Е2-1-22, ПР-3].

15

2.3. Устройство котлована и траншей под фундаменты

Отметка поверхности грунта под полами подвала составляет

– 3 – 0,25 = – 3,25. Однако котлован следует выкопать ниже этой отметки на величину (см. рис. 4), полагая, что грунт, вытесненный фундаментами в объеме Vф, будет рассыпан по площади подвала Fпола с учетом показателя

остаточного разрыхления для грунтов в траншеях под фундаменты Потр.р

(см. табл. 1). Объем фундаментов Vф подсчитывают по значениям а1 и а2 (по заданию) на высоту от глубины залегания (–h) до отметки минус 3,25.

Fпола = [(x – 0,55) + (y – 0,55)] (z – 0,50);

Vф 100 Потр.р . Fпола 100

Фактическая глубина котлована

Нк = 3,25 + – hпов.к.

Относительная отметка дна котлована

hк = – hпов.к – Нк.

Абсолютная отметка дна котлована

Hабск Hабс0 hк .

Так как под фундаменты в котловане отрываются траншеи глубиной t (с показателем откоса тt , см. рис. 4), то защитный слой грунта в котловане можно не оставлять и выбирать его экскаватором до отметки hк.

t = –hк – (–h).

Ширина траншей под наружные стены длиной (х + у + z) 2 понизу

а1н = а1 + 2·0,1 + 2·0,2,

ширина поверху

а1в = а1н + 2·t mt.

Ширина траншеи под внутреннюю стену длиной z понизу

а2н = а2 + 2·0,1 + 2·0,2,

ширина поверху

а2в = а2н + 2·t mt.

Объем грунта в траншеях глубиной t

Vt = [(а1н + а1в)(х + у + z) + (а2н + а2в) z/2] t.

Разрабатывать этот грунт соответствующей группы (см. табл. 1) можно экскаватором с планировочным ковшом навымет [8, §E2-1-14] или вручную [8, §E2-1-47] с учетом его липкости. Зачистка дна траншей входит в состав работы по разработке грунта.

Ранее определенные размеры котлована понизу в уровне заложения фундаментов bн и lн увеличатся и составят:

Bн = bн + 2tm; Lн = lн + 2tm.

16

Ширина котлована поверху:

Bв Bн 2mHк .

Длина котлована поверху:

Lв Lн 2mHк.

Объем котлована:

Vк Н6к Вн Lн Вв Lв Вн Вв Lн Lв .

2.4. Объем выемок для спусков в котлован

Объем выемки для спуска крутизной = 10–15 можно расчленить на элементарные геометрические фигуры, определить их объем и сложить (рис. 5). Из полученного объема следует исключить объем пазухи в пределах спуска. Длина спуска

Рис. 5. Спуск в котлован (пандус)

Ширина спуска поверху bспв 3; понизу bспн 7 .

С некоторым приближением объем спуска можно определить:

При двух и более спусках величину Vсп нужно умножить на количество спусков, чтобы получить объем Vсп.

17

2.5. Работы по водопонижению или открытому водоотливу

Понижение уровня грунтовых вод. В грунтах, хорошо пропус-

кающих воду и не удерживающих крутые откосы, целесообразно применять искусственное водопонижение с помощью дренажных устройств или иглофильтровых установок. Это грунты, имеющие коэффициент фильтрации Kф более 2 м/сут (прил. 5). Иглофильтры обеспечивают понижение УГВ до 5 м (при одноярусном понижении). Обычно понижают УГВ на 0,5 м ниже дна котлована.

Легкие иглофильтровые установки (ЛИУ) состоят из набора стандартного оборудования, поэтому в большинстве случаев параметры установок принимают конструктивно, без фильтрационных расчетов, исходя из геологических условий (см. прил. 5) и размеров котлована. Шаг иглофильтров и длины всасывающих коллекторов для кольцевых установок (вокруг котлована) можно подобрать по данным, приведенным в прил. 6.

В грунтах с Kф менее 3 м/сут расстояние между иглофильтрами не должно превышать 0,75 м.

Открытый водоотлив. Открытый водоотлив применяют при разработке грунтов, обеспечивающих устойчивость откосов, а также в слабых песчаных грунтах, но с креплением откосов. Основными элементами водоотлива являются водосборная канава, зумпф, насосы и сбросный трубопровод.

Приток грунтовой воды αв, л/ч, с 1 м2 поверхности котлована, лежащего ниже УГВ, приведен в задании на курсовой проект.

Поступление воды в котлованы, м3/ч, определяют по формулам

Qпоступл = αв Fвод /1000;

Fвод = Bн Lн + 2(Bн + Lн) (– hугв – (–hк)).

Расчетное количество насосов

nрасч Qпоступл , Qнасос

где Qнасос – производительность насоса, м3/ч (прил. 7).

Действительное количество насосов nдейств принимают с учетом необходимого резерва. При расчетном количестве насосов 1–5 и более количество резервных насосов принимают соответственно 100%, 50%, 30%, 25%, 1 насос.

Сбросный трубопровод прокладывают в пониженную часть рельефа. Зумпф (колодец) размерами в плане не менее 2 2 м отрывают за пределами внешней кромки фундаментов глубиной на 1 м ниже дна

котлована (см. рис. 2).

18

Объем зумпфа

Vзумп 2 mHк m 2 Hк 1 m 1 .

Объем работ по удалению воды из котлована определяют по затратам времени мотористами 4–5-го разряда, чел.-ч, при необходимости производить откачку непрерывно 3, п. 2.11 , т.е. в три смены и без выходных дней. Таким образом, ежедневно потребуется работа четырех мотористов по 8 часов (32 чел.-ч).

До начала работ по водопонижению перед разработкой грунта необходимо обследовать техническое состояние зданий и сооружений, находящихся в зоне работ, а также уточнить расположение существующих подземных коммуникаций 3, п. 2.2 путем отшурфовки, т.е. вскрытия в характерных точках по линии данной коммуникации.

Разработку котлована при открытом водоотливе начинают с зумпфа, в который сразу устанавливают насосы и включают их в работу.

Удаление воды прекращают после выполнения гидроизоляционных работ и засыпки пазух, а также после засыпки траншей с подземными коммуникациями.

Объем работ W, чел.-ч, по удалению воды из котлована

W = 32T,

где Т – количество дней водоудаления (уточняют по приведенному на рис. 14 календарномуплануработ), сучетомвыходныхипраздничныхдней.

2.6. Обратная засыпка пазух и подсыпка под полы

Для подсчета объема обратной засыпки нужно определить площадь поперечного сечения пазух (рис. 6).

Как видно из рис. 6, объем грунта в пазухах котлована

Pпаз (x y z 1,5 4) 2 .

Здесь цифрой 1,5 условно показано расстояние от центра тяжести Ц площадипоперечногосеченияпазухидоосейзданияпонаружнымстенам.

19

Рис. 6. Обратная засыпка пазух

20